Огромное значение для познания мира имеет проблема численного соотношения между атомами различных элементов. Каких атомов в мире больше? Этот вопрос очень важен и для решения загадки происхождения элементов - загадки взаимного превращения вещества в мироздании, и для решения важнейшего вопроса всего естествознания - вопроса о происхождении и развитии звездных миров.
В наши дни наука уже сумела найти пути подхода к решению этих больших вопросов. И эти пути также не могут миновать периодический закон. Теория образования элементов, развитая на основе изучения физики атома, приводит к очень важному выводу, что относительная распространенность атомов того или иного элемента во Вселенной определяется зарядом ядра, т. е. его номером в периодической системе элементов Менделеева. Значит, такое свойство элемента, как распространенность в мироздании, определяется строением его атомных ядер, законами их образования и превращения, законами новой, зарождающейся в наше время химии будущего - ядерной химии.И что самое поразительное, ядерная химия уже открыла существование удивительных, "магических" закономерностей, указывающих на еще не известный периодический закон в строении атомных ядер различных элементов. Этот загадочный закон проявляется в периодической зависимости устойчивости атомных ядер от порядкового номера элемента в периодической системе Менделеева.
Периодическая закономерность в химии ядерных превращений очень сходна с законом периодического изменения химических свойств элементов, который был открыт Менделеевым. Периодический закон Менделеева привел науку к раскрытию тайны строения внешних частей атома.
Но уже и в наши дни ядерная химия приводит к очень интересным и важным результатам. Одним из важнейших является создание теории распространенности химических элементов. Она основана на учении об устойчивости атомных ядер и вероятности их образования.
Эта теория приводит к выводу, что относительное количество атомов каждого элемента в мире зависит от его положения в периодической таблице - от его атомного номера. И распространенность элементов тоже представляет собой очень интересную и странную периодическую зависимость: в мире преобладают атомы с малыми номерами, стоящие в начале периодической таблицы; атомов элементов с четными порядковыми номерами в мире больше (86%), чем их соседей - элементов с нечетными номерами (14%).
Ученые-геохимики изучают состав земной коры, изучают законы, управляющие движением элементов в течение миллионов лет тех геологических эпох, когда образовались залежи железных руд, угольные пласты, золотые россыпи, месторождения алмазов. Им совершенно необходимо знать общие запасы каждого элемента на земном шаре. Они проделали тысячи и тысячи анализов горных пород и минералов. Они нашли замечательные способы оценивать мощность пластов, образованных горными породами, определять, сколько весят горные хребты, какова толщина материков, сколько воды в океане, сколько ее в облаках и тучах, сколько соли во всех морях и сколько в них золота.
Геохимики сумели составить замечательную таблицу, показывающую запасы каждого из химических элементов на Земле.
Это очень интересная таблица. Из нее видно, что львиная доля по составу земного шара приходится всего на шесть наиболее распространенных элементов: железо, кислород, кремний, магний, алюминий, кальций.
Вместе взятые они составляют 94% нашей планеты по весу. Наиболее распространены кислород и железо, их в 1 000 000 000 000 000 раз (1015) больше, чем самых редких элементов, например полония или актиния.
Если сравнить имеющиеся на всей Земле количества железа, кобальта и никеля - элементов, стоящих рядом в восьмой группе периодической системы, то окажется, что земной шар состоит из железа (атомный номер 26) на 36,9%, кобальта (атомный номер 27) на 0,2%, никеля (атомный номер 28) на 2,9%.
В заголовке этого раздела было указано, что речь пойдет о химическом составе метеоритов, а до сих пор речь шла о составе земного шара. Но, во-первых, Земля - тоже небесное тело, и, во-вторых, нужно знать химический состав Земли, чтобы сравнить его с составом метеоритов, прилетающих к нам на Землю из таинственных глубин космического пространства.
Точнейшие химические анализы огромного числа метеоритов, упавших на нашу планету, дали замечательные результаты. Оказалось, что если подсчитать среднее содержание во всех метеоритах наиболее распространенных на Земле элементов: железа, кислорода, кремния, магния, алюминия, кальция,- то на их долю падает ровно 94%, т. е. их в составе метеоритов равно столько же, сколько в составе земного шара.
Кроме того, выяснилось, что в железных метеоритах
железа 91,0%,
кобальта 0,6%,
никеля 8,4%.
Если сравнить эти числа с относительным распространением этих элементов на земном шаре, приведенным выше, то получается совершенно поразительное совпадение: оказывается, что на Земле из этих трех элементов приходится на долю
железа 92%,
кобальта 0,5%,
никеля 7,5%,
т. е. и на Земле и в метеоритах эти элементы находятся приблизительно в одинаковых соотношениях. Эти и многие другие обнаруженные совпадения дали ученым основание сделать вывод: вещество на Земле и вещество в небесном пространстве одинаково. Оно состоит из одних и тех же элементов.
Каждый из элементов и на Земле и в метеоритах имеет почти одинаковый изотопный состав. Например, неоднократно проводившиеся анализы изотопного состава серы, добытой из пепла и лавы многочисленных вулканов, находящихся в различных частях земного шара, показали, что сера одинакова повсюду. Всюду отношение между количествами стабильных изотопов серы -32 и ссры-34 одно и то же. Оно равно 22,200. Изотопный состав серы из метеоритов - единственных представителей Космоса, доступных прямому изучению, совершенно такой же, как и на Земле: S32/S34 = 22,200.
Далее оказалось, что наиболее распространенные элементы одни и те же. Даже соотношение между ними и тут и там одно и то же. Чередование элементов с четными и нечетными порядковыми номерами в периодической таблице также соблюдается одинаково и тут и там. Можно было бы, конечно, привести еще очень много примеров, показывающих большое сходство в поведении химических элементов на Земле и в космическом пространстве, отметить еще очень много общих закономерностей.
Может ли это быть случайным? Конечно, нет.
Откуда бы ни прилетали к нам на Землю случайные гости из Вселенной - быть может, это части комет, принадлежавших солнечной системе; быть может, это обломки малых планет; быть может, это вестники из чужого звездного мира, - важно одно: по своему химическому составу, по соотношению между элементами, по тем химическим соединениям, которые найдены в метеоритах, они сообщают нам, что действие великого закона Менделеева не ограничивается пределами нашей планеты. Он является единым для всей Вселенной, где могут существовать атомы с их электронной оболочкой. Материя всюду едина.
